Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Прутки из сплава 31НХ3Г: состав, механические свойства и применение
Прутки из сплава 31НХ3Г — это сортовой прокат круглого сечения, изготовленный из прецизионного железоникелевого сплава с добавками хрома и марганца. Материал относится к группе сплавов с контролируемым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и применяется в изделиях, работающих в интервале температур от –60 до 100 C. Основное назначение прутков — производство деталей, спаиваемых с алюминием, керамикой и стеклом в электровакуумных приборах и полупроводниковых устройствах.
Химический состав и структурные особенности
Сплав 31НХ3Г легирован никелем (около 31%), хромом (2,8–3,2%) и марганцем (0,6–0,9%). Такое сочетание обеспечивает ферритную структуру с минимальным содержанием аустенита при нормальной температуре. Ключевая особенность материала — согласование ТКЛР с параметрами алюминия и некоторых марок стекла, что исключает возникновение термических напряжений в зоне спая при циклических перепадах температур.
Прутки поставляются в горячекатаном или холоднотянутом состоянии, с допусками по ГОСТ 7417 и ГОСТ 14955. Поверхность не требует дополнительной механической обработки при изготовлении втулок, колец и фланцев — достаточно токарной обработки по наружному диаметру.
Механические характеристики прутков 31НХ3Г
Прочностные показатели зависят от термической обработки. В состоянии поставки (без закалки) предел текучести составляет 280–340 МПа, относительное удлинение — не менее 30%. После закалки и отпуска твердость может быть повышена до 180–220 HB, что необходимо для деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки при монтаже.
| Состояние | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | ТКЛР (20–100 C), 10 K |
|---|---|---|---|---|
| Горячекатаное | 480–540 | 280–320 | 32–38 | 12,5–13,0 |
| Холоднотянутое | 520–580 | 320–360 | 28–34 | 12,5–13,0 |
| Закалка + отпуск | 550–620 | 380–420 | 24–30 | 12,3–12,8 |
Технологические параметры обработки
Прутки 31НХ3Г хорошо поддаются всем видам механической обработки. При токарных операциях рекомендуется применять твердосплавные пластины с положительным передним углом; скорость резания — 80–120 м/мин. Сверление и фрезерование не требуют специальных СОЖ — достаточно эмульсии на водной основе. Материал склонен к налипанию на режущую кромку, поэтому необходима геометрия инструмента с полированной передней поверхностью.
Сварка прутков выполняется аргонодуговым методом с присадочным прутком того же состава. Допускается пайка твердыми припоями на медной основе в среде защитного газа. Термообработка для снятия наклепа после холодной деформации проводится при 780–820 C с последующим охлаждением на воздухе.
Применение в промышленности
Прутки 31НХ3Г используются для изготовления:
- выводов и вводов тока в электровакуумных лампах и рентгеновских трубках;
- корпусов и фланцев герметичных разъемов для авиационной и космической аппаратуры;
- деталей вакуумных затворов и клапанов в установках ионного распыления;
- переходных элементов для спая с алюминиевыми токоведущими шинами;
- арматуры мощных полупроводниковых приборов с керамической изоляцией.
В приборостроении прутки применяются для изготовления осей, втулок и направляющих в гироскопических системах, где требуется стабильность геометрических размеров при изменении температуры. В криогенной технике материал сохраняет пластичность до –196 C, что позволяет использовать его в запорной арматуре трубопроводов сжиженного газа.
Нормативная документация и контроль качества
Прутки из сплава 31НХ3Г изготавливаются по ТУ 14-1-2242-77 и ГОСТ 10994-74. Приемка осуществляется по химическому составу и механическим свойствам. Для ответственных деталей вакуумной техники дополнительно контролируется газосодержание и отсутствие неметаллических включений. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием фактического ТКЛР в интервале 20–300 C.
Вопросы и ответы
Какие диаметры прутков 31НХ3Г доступны для поставки?
Стандартный сортамент — от 8 до 120 мм. Прутки до 30 мм поставляются в бухтах или прутках мерной длины, свыше 30 мм — только в прутках длиной 2–4 м.
Чем сплав 31НХ3Г отличается от сплава 29НК?
31НХ3Г имеет более высокое содержание никеля и хрома, что обеспечивает лучшую коррозионную стойкость и меньший ТКЛР при температурах выше 100 C. Сплав 29НК (ковар) применяется для спаев с тугоплавкими стеклами, а 31НХ3Г — преимущественно с алюминием и мягкими стеклами.
Требуется ли термообработка перед механической обработкой?
В состоянии поставки прутки имеют низкую твердость (140–170 HB) и обрабатываются без предварительного отжига. Если после холодной высадки или гибки возникло упрочнение, рекомендуется отжиг при 800 C в течение 30 минут.
Какой тип сварки оптимален для соединения прутков 31НХ3Г?
Наиболее качественные швы получаются при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом с присадкой того же состава. Толщина шва не должна превышать 3 мм без подогрева; для более толстых сечений требуется подогрев до 150–200 C.